Wir alle bestehen aus Sternenstaub – im wahrsten Sinne des Wortes. Denn die meisten chemischen Elemente im Kosmos entstanden einst durch die Kernfusion im Inneren von Sternen und durch Sternexplosionen. Auch die Atome, aus denen die Planeten des Sonnensystems bestehen, gehen letztlich auf diese Prozesse zurück. Der größte Teil dieses kosmischen Materials in unserem Sonnensystem wurde allerdings durch chemische Reaktionen und Verwitterung so stark verändert, dass sein Ursprung nicht mehr zu erkennen ist. Nur im interstellaren Medium und teilweise im Inneren von Meteoriten ist urtümlicher Sternenstaub erhalten. Doch eine Datierung dieser winzigen Körnchen ist extrem schwierig, weil sie für gängige Datierungsmethoden größtenteils zu klein sind und zudem oft exotische Isotopenzusammensetzungen besitzen, die die Messungen verfälschen, wie Philipp Heck vom Field Museum of Natural History in Chicago und seine Kollegen erklären.
Interstellarer Staub aus dem Murchison-Meteoriten
Nun haben die Forscher jedoch eine Möglichkeit gefunden, das Alter von in Meteoriten eingeschlossenem Sternenstaub trotz dieser Schwierigkeiten zu bestimmen. Ausgangsmaterial dafür war eine Probe aus dem Murchison-Meteoriten, einem sehr ursprünglichen Gesteinsmeteorit, der 1969 in der Nähe des australischen Orts Murchison einschlug. Seit damals lagert ein großer Teil der Meteoritenfragmente in speziellen Isolierbehältern im Chicagoer Field Museum. Aus Proben dieser Fragmente isolierten die Forscher einige Körnchen interstellaren Staubs. “Es beginnt, indem man die Gesteinsfragmente zu einem Pulver zermahlt”, erklärt Hecks Kollegin Jennika Greer. “Wenn dann alle Stückchen zerteilt sind, hat man eine Art Paste, von der ein charakteristischer Geruch nach vergammelter Erdnussbutter ausgeht.” Diese Paste wird dann mit Säuren gelöst, bis nur noch die mutmaßlich präsolaren Körnchen übrigbleiben. “Es ist ein wenig, als wenn man den Heuhaufen niederbrennt, um die Nadel zu finden”, sagt Heck.
Insgesamt erhielten die Forscher durch dieses Prozedere 40 wenige Mikrometer kleine Körnchen aus präsolarem Material. “Sie sind echte Proben von Sternenmaterial – Sternenstaub”, sagt Heck. Um ihr Alter zu bestimmen, analysierten die Forscher die Körnchen auf ihren Gehalt als kosmogenem Neon-Isotopen – Atomvarianten, die durch das Auftreffen kosmischer Strahlung auf das Material entstehen. “Je länger die Körnchen dieser Strahlung ausgesetzt sind, desto dieser Isotopen bilden sich”, erklärt Heck. “Indem wir messen, wie viele dieser von kosmischer Strahlung erzeugten Elemente in einem präsolaren Körnchen enthalten sind, können wir ermitteln, wie lange sie der Strahlung ausgesetzt waren und damit auch, wie alt sie sind.” Um Verfälschungen durch die starke Strahlung der jungen Sonne zu vermeiden, nutzten die Wissenschaftler ein Modell, das diese und weitere Störeinflüsse bei der Kalkulation des Alters berücksichtigte.
